JP2004133388A - Illumination system constituted of a plurality of lamps - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination system which is constituted of a plurality of lamps to raise the lumens of a projected image. <P>SOLUTION: In the illumination system constituted of a plurality of lamps, a light guiding means 20 having at least two optical tunnels 23 and the lamps 22 guides light emitted from the lamp to a beam splitter 10, whereby the light beams emitted from the different lamps are focused as one light beam. As a result, illumination power is raised. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のランプで構成した照明システムに関するものであり、より具体的には、複数のランプから放たれる光を焦点に合わせる働きをする、複数のランプで構成した照明システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術およびその課題】
今日、周知の映写技術は、主に以下の二つのグループに分けられる。つまり、液晶表示(LCD)映写とデジタル光プロセッシング(DLP)映写の二グループである。
DLP映写は、米国のテキサスインストゥルメントによって開発されたものである。
それは、非常に小さな鏡をマイクロチップに取り付けた、デジタルマイクロ鏡装置(DMD)と呼ばれるものを有し、光を反射させ、非常に鮮明でシャープな映写イメージを生成するものである。しかしながら、LCDまたはDLPを採用した映写装置は、一般的に1個のランプを光源として利用し、イメージの映写を実行するものである。より高いルーメンスを得るためには、映写装置が、より強力なランプをもつ必要がある。
【0003】
強力なランプは、寿命が短いし、電気を多く消費することとなる。
しかしながら、強力なランプを利用することは、予備部品に要する費用を高くすることにもなる。したがって、強力なランプを利用することは、効果的な技術解決策であるとはいえない。
【0004】
よって、比較的低いパワーのランプを2個以上利用することによって、光学的集束処理を用いて、強力なランプと同等のルーメンス出力量を提供し、より強力なランプに起こりがちな、大きな電力消費や低い照明効率性といった問題を改善するといった課題に対する開発の必要性が存在する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前述した従来技術の欠点を参考にし、本発明は、イメージ映写を目的にして、ルーメンスを増加させるために、2個以上の集束ランプを用いた、複数のランプで構成した照明システムを提供することに主たる目的を定めた。
【0006】
本発明の複数のランプで構成した照明システムは、任意の角度で接合された二つのコラムタイプ光トンネルとビームスプリッタを利用している。
本発明は、反射鏡を利用して、異なったランプから発射される光ビームを反射させ、前記光ビームを集束してすることによって、より大きな光力を出力して、映写を実行するものである。
【0007】
前述の目的を達成するために、本発明の複数のランプで構成した照明システムは、第一面にビーム反射面を設けたビームスプリッタと、ビーム反射面を設けていないビームスプリッタの第二面に配置した、セットの光誘導手段とより構成する。
前記光誘導手段は、焦点に集束光を放つランプと光トンネルとより構成する。前記光トンネルは、ランプの焦点に近い端部に反射面を有し、他端部をビームスプリッタに接続する。
光トンネル端部反射面は、ランプの焦点上に投射孔を有し、焦点に集束された光が、前記投射孔を通過可能になり、光トンネルへ侵入し、光チャンネルを通過してビームスプリッタに出力されることとなる。
前記ビームスプリッタには4面あり、それらは、一つの反射面と、二つの光トンネル接続面と、一つの光出力面である。
【0008】
ランプを例にとってみると、ビームスプリッタに出力する光の一部は、ビームスプリッタ面上で反射し、光出力面を通じて出力されることとなる。
ビームスプリッタ面を通過する光のその他の部分は、ビーム反射面に反射し、他の光誘導手段の光トンネルに入り込むことによって、光が光トンネルに反射可能となり、ビームスプリッタに再び入り込まれることになり、そして、ビーム反射面に反射し、ビームスプリッタの光出力面を通じて出力されることとなる。
したがって、光は、ビームスプリッタに繰り返し反射することによって、光の大部分がビームスプリッタの光出力面を通じて出力可能となるようにする。これまで説明した原理は、他のランプに適用することもまた可能である。
【0009】
前記の複数のランプで構成した照明システムの構成要素としては、2セットのランプがある。それと同じ原理で3セットのランプを利用することもまた可能である。構成要素にはまた、ビームスプリッタと3個の光誘導手段とがある。
前記光誘導手段は、夫々がビームスプリッタの二つの近接側部に位置し、夫々が光と光トンネルとを集束する焦点を持ったランプを有している。
光トンネルは、ランプの焦点に近い反射面として機能する一端と、ビームスプリッタに接続されている他端を有している。
光トンネルの端部反射面は、ランプの焦点に位置する投射孔を有し、前記焦点上に集まる光が前記投射孔を通過して光トンネルへと侵入することによって、光が、ビームスプリッタに導かれて出力される。
前記ビームスプリッタは、4つの面を有し、そこには、反射面と、3つの光トンネル接続面と、光出力面が含まれる。
【0010】
1個のランプの場合を例にとってみると、ビームスプリッタへ出力された光の一部部分は、ビーム反射面上に反射されて、光出力面を通じて出力されることとなる。
光の他の部分は、ビームスプリッタ面を通過して、他の光誘導手段の光トンネルへと侵入することによって、光トンネル端部反射面上に反射し、再びビームスプリッタに進入することとなる。
したがって、光は、繰り返しビームスプリッタに反射し、光の大部分をビームスプリッタの光出力面を通過するこが可能となる。
これまでに説明した原理は、他の2個のランプに利用することが可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1Aを参照しながら、本発明の第一実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する。
本発明の照明システムは、2個のランプ22と、ビームスプリッタ10と、2つの光誘導手段20とを含むものである。
ビームスプリッタ10には、4面あり、それらは、1個のビーム反射面11と、2個の光トンネル接続面12と、1個の光出力面13を含む。
夫々の光誘導手段20は、反射面が無い側の、ビームスプリッタ10の2側面(すなわち図に示されるように光トンネル接続面12)に配置する。
【0012】
説明を簡単にする目的で、図におけるランプは、楕円のランプを用いているが、実際は如何なるランプであっても、光の集中が可能なものであれば利用可能である。
【0013】
光誘導手段20は、主に楕円鏡21と、ランプ22と、光トンネル23とより構成される。
楕円鏡21は、第一焦点と第二焦点とを有している。
ランプ22は、楕円鏡21の第一焦点に位置することによって、ランプ22から発せられた光は、楕円鏡21上に反射され、第二焦点に集束される。
光トンネル23には、楕円鏡21に近接形成した端部反射面231を一方側に有し、他方側には、ビームスプリッタ10の光トンネル接続面12に接続した端部がある。
ここで云う接続とは、光接着か、小さなエアギャップのことを意味する。反射面231に近い光トンネルの端部は、投射孔232を有している。
光トンネル23は、その一方側が楕円鏡21に接近し、楕円鏡21の第二焦点上に位置することによって、第二焦点上に集束された光は、投射孔232を通過可能であり、光トンネル23へと進入することとなる。
その後、光は、光トンネル23を通過し、光トンネルの他方側に位置するビームスプリッタ10へと出力される。
光トンネル23は、中空または非中空に形成可能である。中空の光トンネルに関しては、トンネルの内部が、全体に反射フィルムで覆われており、投射孔232を通過する光を反射することとなる。
【0014】
ビームスプリッタ10は、光トンネル23から送られる光を反射させ、通過させることが可能である。
ビームスプリッタ10の強さは、光が、ビームスプリット面14全体を反射させない程度のものである。
光の一部は、ビームスプリット面14を通過し、他の光トンネルに侵入し、そして光トンネル端部反射面231上に反射して、再びビームスプリッタ10に侵入し、最後にビームスプリッタ10の光出力面13を通過して出力されることとなる。
【0015】
したがって、ビームスプリッタ10に入り込んだ光は、ビームスプリッタ10に反射し、ビームスプリッタ10の光出力面13を通じて出力される。
ビームスプリッタ10を通過した光は、他の光誘導手段に入り込み、他の光誘導手段の光トンネルを通過してビームスプリッタ10に反射し、ビームスプリッタ10の光出力面13を通じて出力される。
ビームスプリッタ10のビームスプリット面14を通じて、ビームスプリット面14から反射するかビームスプリット面14を通過した光は、ビームスプリッタ10の光出力面13を通して出力される。
したがって、光送信の効率性を増加させることが可能であり、そして光エネルギーの消費を減らすことも可能である。よって、複数のランプを集束する効率性が上がり、ビームスプリッタ10の光出力面13上には、より大きな光の出力を得ることが可能となる。
【0016】
したがって、2セットある光誘導手段の何れか一方の光は、光トンネル23の光トンネル端部反射面またはビームスプリッタ10に反射が可能であるか、光トンネル端部反射面またはビームスプリッタ10を通過することが可能であり、最終的にはビームスプリッタ10の光出力面13を通じて出力されることとなる。その結果として、二つの異なったランプからの光エネルギーは、反射後に蓄積可能であり、したがってより大きな光となるのである。
更に、複数のランプは、同じ光パワーを持つ必要がない。異なったパワーをもったランプは、その仕様に合わせて利用可能である。
【0017】
本発明のランプは、従来技術に適用されていたような平行光ビームよりもむしろ集束光ビームを適用している。
これは、複数ランプシステムに関する現在存在する技術の殆どが、光を反射させて並行光の出力を生成するために、放物面の焦点上に位置したランプと放物鏡を採用しているためである。
出力された光は、反射プリズムによって反射され、最終の平行出力光を生成する。
光は、一般的に出力される前に放物面上に幾度も反射される。放物面鏡が、球面ではないので、製造がより複雑になる。
放物面鏡とプリズムは、製造工程においてエラーが出やすいので、最終的に平行な光ビームを形成するのが難しくなる。
【0018】
集束光ビームを採用すると、一度光ビームが光トンネルに入り込んだら、ランプに影響されることがないのである。
光は、光トンネルとビームスプリッタとの間で相互に反射し合う。光トンネルとビームスプリッタ用の光学的平面の製造技術は、100年よりも前に確立されたものである。
その製造技術と製造方法とは、比較的単純なものであり、エラーを広い範囲で修正することが可能であり、より安定した出力の提供を実現できるものである。
【0019】
光誘導手段20は、図1Aに示されるようにビームスプリッタ10の二つの近接側部に位置されるのに加え、図1Bに示されるようにビームスプリッタ10の二つの対向する接続面12にも位置させることが可能である。
【0020】
図2を参照しながら、光トンネル内の光の移動状況について説明する。ランプ22は、楕円鏡21の第一焦点上に位置する。ランプ22から発せられる光ビームは、第二焦点に集束され、光学通路は、コニカル領域に集束される。
楕円鏡21に近接した光トンネル23は、端部反射面231を有し、前記端部反射面231は、投射孔232を有し、投射光ビームを受取り、光トンネル23へと進入する。
投射孔232の寸法は、第二焦点上に集束された全光ビームが通過するにちょうど良い大きさであるべきである。
投射孔232の寸法が小さければ小さいほど、光が光トンネル23の投射孔232を通して散乱する可能性が少なくなる。
光トンネル23は、光学ガラスからなる非中空構造であることも可能であるし、空気がその中間に位置する中空構造であることも可能である。
【0021】
非中空構造を例にとってみれば、光ビームが、投射孔232を通じて光トンネル23へと入り込むものである。
スネルの法則によれば、投射角を最大反射臨界角θcより小さく抑えてさえいれば、光トンネルに入り込んだ光ビームが、トンネル壁を通過することなく最大限にトンネル内部に反射されることとなる。
例えば、光22Aは、楕円鏡21に反射され、投射孔232を通じて光トンネル23へと進入する。
トンネル内部に最大限反射した後、光22Aは、ビームスプリッタ10へと進入する。
光の一部は、ビームスプリット面14上に反射して、光出力面13を通じて出力される。
同様に、光22Bは、楕円鏡上に反射して、投射孔232を通じて、光トンネル23に進入する。
トンネル内部に最大限に反射し、ビームスプリッタ10内に進入した後、光の一部は、ビームスプリット面14上に反射し、ビームスプリッタ10の光出力面13を通じて出力されることとなる。
光ビーム22Aと22Bは、ビームスプリッタ10に入り込んだ後に、最大限に反射するわけではない。
光の一部は、ビームスプリット面14を通過して、ビームスプリッタ反射面11上で、他の光誘導手段へ反射する。
何度も反射した後、光は、光出力面13を通じて出力される。
【0022】
ビームスプリッタ10と光トンネル23は、光学的接着方法(例えば、光学的付着)によって接続可能であり、または光ビームが接着面を通過する際に、エアギャップを通じて光の吸収を減らすことが可能であり、光の通過の効率性を向上させることができる。
反射や透過による光の通過角度の変化の有無に係わらず、ビームスプリッタ10は、光トンネル23内で、臨界角θcよりも小さい、光通過角度を維持する。
そして、最終的には、光トンネルの端部反射面を通過して、殆どの投射光は、ビームスプリッタ10の光出力面13を通じて出力され、したがって集束の効率性を達成することが可能である。
【0023】
上述の実施例は、2セットのランプを有した照明システムに関するものである。
図3は、3個のランプを有した、本発明の第三実施例を説明する図である。前記照明システムは、ビームスプリッタ10と3個の光誘導手段20を含むものである。
光誘導手段20は、ビームスプリッタ10の異なった接続面にそれぞれ接続される。即ち図示される光トンネルの二つの接続面12に接続される。
上述の第一実施例で説明したように、光誘導手段20は、楕円鏡21と、ランプ22と、光トンネル23とより構成する。
楕円鏡21は、第一焦点と第二焦点とを有している。ランプ22は、楕円鏡21の第一焦点に位置することによって、ランプ22より発せられた光が、楕円鏡21上で反射して、第二焦点上に集束されることとなる。
光トンネル23は、一方側が楕円鏡21に近接し、他方側がビームスプリッタ10に接続された、端部反射面231を有している。
光トンネル端部反射面231は、投射孔232を有している。光トンネル23は、一方側が楕円鏡21の第二焦点に近接して設置されている。
投射孔232は、第二焦点に位置している。したがって、第二焦点上に集束された光は、投射孔232を通過して、光トンネル23に入り、光トンネル23を通過して、光トンネル23の他方側のビームスプリッタ10へと出力される。
光トンネル23は、中空か非中空構造が可能である。中空の光トンネルを採用した場合、トンネル内部は、反射フィルムで最大限覆われることによって、投射孔232を通じて入ってくる光を反射する。
【0024】
ビームスプリッタ10は、光トンネル23からの光を反射させ通過させることが可能である。
ビームスプリッタ10の特質のため、光は最大限反射することができない。
ビームスプリット面14を通過した光の一部は、他の光トンネルに入り込む。反射した後、光はビームスプリッタ10の光出力面13を通じて出力される。
【0025】
したがって、何れの3個の光誘導手段からの光も反射し、光トンネル端部反射面とビームスプリッタ10とに進入し、最終的に光学的出力面を通じて出力される。
よって、これらの異なったランプからの光エネルギーは反射・蓄積されてより大きな力を得ることが可能である。
【0026】
本発明の複数のランプで構成する照明システムは、低パワーのランプを採用し、光学的反射原理を適用することによって、異なったランプのパワーを蓄積して、より大きな出力を得ることが可能であるため、映写機器がより大きなルーメンスを実現することが可能となる。
実際には、1個のランプのみを一度に作動させることが可能である。パワー検波回路や切り替え回路が、各ランプ用に設計され設置されることも可能である。ランプの一つの寿命が終わりに近づいた場合、他のランプが自動的に切り替わり作動する。
ユーザによっては、違った目的のランプで、手動切り替え方法を採用することも可能である。2個のランプは、また異なった出力ルーメンスを持ち、異なった仕様に適用させなければならない。ランプを切り替えることによって、全体の寿命はより長いものとなる。
【0027】
要約すると、本発明で採用した複数のランプで構成する照明システムは、より低い光吸収率を示し、接続部の小さなエアギャップを持った光トンネルを採用することによって、最大光反射指数を獲得することが可能である。
ほんの少量の光が、反射後の投射孔から漏れることとなる。投射孔が反射面全体の30%の場合、理論的には、1個のランプが出力された光全体の80%を得ることが可能である。
したがって、本発明のデュアルランプ構造の1000ルーメンスのランプを採用した場合、出力が1600ルーメンスを獲得することが可能である。その結果、低いルーメンスのランプを利用しても、高いルーメンスの高い照明力を効率よく得ることができる。
【0028】
本発明の実施例は、開示を目的として説明されたものである一方、本発明が開示した実施例や他の実施例の変形・変更は当業者にとっては可能であるかもしれない。
したがって、特許請求の範囲に開示した請求項は、本発明の精神と領域から逸脱することなく、全実施例を含むものであるように設計されている。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明の第一実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する概略図。
【図1B】本発明の第二実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する概略図。
【図2】光がどのようにランプから発せられ、集束され、光トンネルに映写されるかを説明する、本発明の概略図。
【図3】本発明の第一実施例に関する、複数のランプで構成した照明システムのシステム構成を説明する概略図。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting system composed of a plurality of lamps, and more particularly to a lighting system composed of a plurality of lamps, which serves to focus light emitted from the plurality of lamps. is there.
[0002]
[Prior art and its problems]
Today, well-known projection technologies are mainly divided into the following two groups. In other words, there are two groups, liquid crystal display (LCD) projection and digital light processing (DLP) projection.
DLP projection was developed by Texas Instruments of the United States.
It has what is called a digital micromirror device (DMD) with a very small mirror attached to a microchip, which reflects light and produces a very sharp and sharp projected image. However, a projection device employing an LCD or a DLP generally uses one lamp as a light source to execute projection of an image. To get higher lumens, the projection device needs to have more powerful lamps.
[0003]
Powerful lamps have a short life and consume a lot of electricity.
However, the use of powerful lamps also increases the cost of spare parts. Therefore, utilizing a powerful lamp is not an effective technical solution.
[0004]
Thus, by utilizing two or more relatively low power lamps, optical focusing can be used to provide the same amount of lumen output as a more powerful lamp, resulting in higher power consumption, which is more likely to occur with more powerful lamps. There is a need to develop for issues such as improving problems such as low lighting efficiency.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention provides a lighting system composed of a plurality of lamps using two or more focusing lamps to increase lumens for the purpose of image projection. Set the main purpose.
[0006]
The illumination system comprising a plurality of lamps of the present invention utilizes two column-type light tunnels and a beam splitter joined at an arbitrary angle.
The present invention uses a reflector to reflect light beams emitted from different lamps and to converge the light beams, thereby outputting a larger light power and performing projection. is there.
[0007]
In order to achieve the above object, an illumination system including a plurality of lamps according to the present invention includes a beam splitter having a beam reflecting surface on a first surface and a beam splitter having no beam reflecting surface on a second surface. And a set of light guiding means arranged.
The light guiding means comprises a lamp that emits focused light at a focal point and a light tunnel. The light tunnel has a reflective surface at the end near the focal point of the lamp and connects the other end to a beam splitter.
The light tunnel end reflection surface has a projection hole at the focal point of the lamp, and the light focused at the focal point can pass through the projection hole, enter the light tunnel, pass through the optical channel, and pass through the beam splitter. Will be output.
The beam splitter has four surfaces, one reflecting surface, two light tunnel connection surfaces, and one light output surface.
[0008]
Taking a lamp as an example, a part of the light output to the beam splitter is reflected on the beam splitter surface and output through the light output surface.
The other part of the light passing through the beam splitter surface is reflected on the beam reflecting surface and enters the light tunnel of another light guiding means, so that the light can be reflected on the light tunnel and reenter the beam splitter. Then, the light is reflected by the beam reflecting surface and output through the light output surface of the beam splitter.
Thus, the light is repeatedly reflected by the beam splitter such that most of the light can be output through the light output surface of the beam splitter. The principles described so far can also be applied to other lamps.
[0009]
There are two sets of lamps as components of the lighting system including the plurality of lamps. It is also possible to use three sets of lamps on the same principle. The components also include a beam splitter and three light directing means.
The light directing means comprises lamps, each located on two adjacent sides of the beam splitter, each having a focal point for focusing light and a light tunnel.
The light tunnel has one end that functions as a reflective surface near the focal point of the lamp and the other end that is connected to a beam splitter.
The end reflection surface of the light tunnel has a projection hole located at the focal point of the lamp, and light collected on the focal point passes through the projection hole and enters the light tunnel, so that light is transmitted to the beam splitter. Guided and output.
The beam splitter has four surfaces, including a reflective surface, three light tunnel connection surfaces, and a light output surface.
[0010]
Taking the case of one lamp as an example, a part of the light output to the beam splitter is reflected on the beam reflecting surface and output through the light output surface.
The other part of the light passes through the beam splitter surface and enters the light tunnel of another light guiding means, so that it is reflected on the light tunnel end reflecting surface and enters the beam splitter again. .
Thus, the light is repeatedly reflected by the beam splitter, and most of the light can pass through the light output surface of the beam splitter.
The principles described so far can be used for the other two lamps.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
With reference to FIG. 1A, a system configuration of a lighting system including a plurality of lamps according to a first embodiment of the present invention will be described.
The lighting system of the present invention includes two lamps 22, a beam splitter 10, and two light guiding means 20.
The beam splitter 10 has four surfaces, which include one beam reflection surface 11, two light tunnel connection surfaces 12, and one light output surface 13.
Each of the light guiding means 20 is arranged on two sides of the beam splitter 10 (ie, the light tunnel connection surface 12 as shown in the figure) on the side having no reflection surface.
[0012]
For the purpose of simplifying the description, an elliptical lamp is used as the lamp in the figure, but any lamp can be used as long as it can concentrate light.
[0013]
The light guiding means 20 mainly includes an elliptical mirror 21, a lamp 22, and a light tunnel 23.
The elliptical mirror 21 has a first focal point and a second focal point.
Since the lamp 22 is located at the first focal point of the elliptical mirror 21, the light emitted from the lamp 22 is reflected on the elliptical mirror 21 and focused on the second focal point.
The light tunnel 23 has an end reflection surface 231 formed close to the elliptical mirror 21 on one side, and has an end connected to the light tunnel connection surface 12 of the beam splitter 10 on the other side.
The connection here means either optical bonding or a small air gap. The end of the light tunnel near the reflection surface 231 has a projection hole 232.
The light tunnel 23 has one side approaching the elliptical mirror 21 and being located on the second focal point of the elliptical mirror 21 so that the light focused on the second focal point can pass through the projection hole 232. The vehicle will enter the tunnel 23.
Thereafter, the light passes through the light tunnel 23 and is output to the beam splitter 10 located on the other side of the light tunnel.
The light tunnel 23 can be formed hollow or solid. As for the hollow light tunnel, the inside of the tunnel is entirely covered with a reflective film, and reflects light passing through the projection hole 232.
[0014]
The beam splitter 10 can reflect and transmit the light transmitted from the light tunnel 23.
The intensity of the beam splitter 10 is such that light does not reflect off the entire beam splitting surface 14.
Some of the light passes through the beam splitting surface 14, enters another light tunnel, reflects off the light tunnel end reflecting surface 231 and reenters the beam splitter 10, and finally the beam splitter 10 The light is output through the light output surface 13.
[0015]
Therefore, the light that has entered the beam splitter 10 is reflected by the beam splitter 10 and is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
The light that has passed through the beam splitter 10 enters another light guiding unit, passes through the light tunnel of the other light guiding unit, is reflected by the beam splitter 10, and is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
The light reflected from the beam splitter surface 14 or passing through the beam splitter surface 14 through the beam splitter surface 14 of the beam splitter 10 is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
Therefore, it is possible to increase the efficiency of optical transmission and to reduce the consumption of light energy. Therefore, the efficiency of converging a plurality of lamps is increased, and a larger light output can be obtained on the light output surface 13 of the beam splitter 10.
[0016]
Therefore, either one of the two sets of light guiding means can be reflected on the light tunnel end reflection surface or the beam splitter 10 of the light tunnel 23 or pass through the light tunnel end reflection surface or the beam splitter 10. And finally output through the light output surface 13 of the beam splitter 10. As a result, light energy from the two different lamps can be stored after reflection, thus resulting in greater light.
Further, the lamps need not have the same light power. Lamps with different powers are available to their specifications.
[0017]
The lamp of the present invention employs a focused light beam rather than a collimated light beam as applied in the prior art.
This is because most existing technologies for multiple lamp systems employ a lamp and a parabolic mirror located at the focal point of a paraboloid to reflect light and produce a parallel light output. is there.
The output light is reflected by the reflecting prism to generate a final parallel output light.
Light is generally reflected many times onto a paraboloid before being output. Manufacturing is more complicated because the parabolic mirror is not spherical.
Parabolic mirrors and prisms are prone to errors during the manufacturing process, making it difficult to ultimately form a parallel light beam.
[0018]
With a focused light beam, once the light beam enters the light tunnel, it is not affected by the lamp.
Light reflects back and forth between the light tunnel and the beam splitter. The manufacturing technology of optical planes for light tunnels and beam splitters was established more than 100 years ago.
The manufacturing technology and manufacturing method are relatively simple, can correct errors in a wide range, and can provide more stable output.
[0019]
The light directing means 20 is located on two close sides of the beam splitter 10 as shown in FIG. 1A, and also on two opposite connecting surfaces 12 of the beam splitter 10 as shown in FIG. 1B. It is possible to position.
[0020]
With reference to FIG. 2, a description will be given of a state of movement of light in the light tunnel. The lamp 22 is located on the first focal point of the elliptical mirror 21. The light beam emitted from the lamp 22 is focused to a second focus and the optical path is focused to a conical area.
The light tunnel 23 close to the elliptical mirror 21 has an end reflecting surface 231, and the end reflecting surface 231 has a projection hole 232, receives a projected light beam, and enters the light tunnel 23.
The dimensions of the projection hole 232 should be just large enough to pass the entire light beam focused on the second focus.
The smaller the size of the projection hole 232, the less likely the light will be scattered through the projection hole 232 of the light tunnel 23.
The light tunnel 23 may have a non-hollow structure made of optical glass, or may have a hollow structure in which air is located therebetween.
[0021]
Taking a non-hollow structure as an example, a light beam enters the light tunnel 23 through the projection hole 232.
According to Snell's law, as long as the projection angle is kept smaller than the maximum reflection critical angle θc, the light beam entering the light tunnel is reflected to the maximum inside the tunnel without passing through the tunnel wall. Become.
For example, the light 22 </ b> A is reflected by the elliptical mirror 21 and enters the light tunnel 23 through the projection hole 232.
After being maximally reflected inside the tunnel, the light 22A enters the beam splitter 10.
Part of the light is reflected on the beam splitting surface 14 and output through the light output surface 13.
Similarly, the light 22B is reflected on the elliptical mirror and enters the light tunnel 23 through the projection hole 232.
After maximally reflecting inside the tunnel and entering beam splitter 10, some of the light reflects off beam splitter surface 14 and is output through light output surface 13 of beam splitter 10.
Light beams 22A and 22B are not maximally reflected after entering beam splitter 10.
Part of the light passes through the beam splitting surface 14 and is reflected on the beam splitter reflecting surface 11 to another light guiding means.
After being reflected many times, the light is output through the light output surface 13.
[0022]
The beam splitter 10 and the light tunnel 23 can be connected by an optical bonding method (for example, optical bonding), or can reduce absorption of light through an air gap as the light beam passes through the bonding surface. Yes, the efficiency of light passage can be improved.
Irrespective of whether the light transmission angle changes due to reflection or transmission, the beam splitter 10 maintains a light transmission angle smaller than the critical angle θc in the light tunnel 23.
And finally, most of the projected light passes through the end reflecting surface of the light tunnel and is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10, so that it is possible to achieve the efficiency of focusing. .
[0023]
The above embodiments relate to a lighting system having two sets of lamps.
FIG. 3 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention having three lamps. The illumination system includes a beam splitter 10 and three light guiding means 20.
The light directing means 20 is connected to different connection surfaces of the beam splitter 10, respectively. That is, it is connected to two connection surfaces 12 of the illustrated light tunnel.
As described in the first embodiment, the light guiding means 20 includes the elliptical mirror 21, the lamp 22, and the light tunnel 23.
The elliptical mirror 21 has a first focal point and a second focal point. Since the lamp 22 is located at the first focal point of the elliptical mirror 21, light emitted from the lamp 22 is reflected on the elliptical mirror 21 and focused on the second focal point.
The light tunnel 23 has an end reflecting surface 231 that is close to the elliptical mirror 21 on one side and connected to the beam splitter 10 on the other side.
The light tunnel end reflection surface 231 has a projection hole 232. One side of the light tunnel 23 is installed near the second focal point of the elliptical mirror 21.
The projection hole 232 is located at the second focal point. Therefore, the light focused on the second focal point passes through the projection hole 232, enters the light tunnel 23, passes through the light tunnel 23, and is output to the beam splitter 10 on the other side of the light tunnel 23. .
The light tunnel 23 can have a hollow or solid structure. When a hollow light tunnel is employed, the inside of the tunnel is maximally covered with a reflective film, thereby reflecting light entering through the projection hole 232.
[0024]
The beam splitter 10 can reflect and pass the light from the light tunnel 23.
Due to the nature of the beam splitter 10, light cannot be reflected as much as possible.
Part of the light that has passed through the beam splitting surface 14 enters another light tunnel. After being reflected, the light is output through the light output surface 13 of the beam splitter 10.
[0025]
Therefore, light from any of the three light guiding means is reflected, enters the light tunnel end reflecting surface and the beam splitter 10, and is finally output through the optical output surface.
Thus, light energy from these different lamps can be reflected and accumulated to obtain greater power.
[0026]
The lighting system composed of a plurality of lamps of the present invention employs low-power lamps and by applying the principle of optical reflection, it is possible to accumulate the power of different lamps and obtain a larger output. As a result, the projection device can realize a larger lumen.
In practice, it is possible to operate only one lamp at a time. A power detection circuit and a switching circuit can be designed and installed for each lamp. When one lamp is nearing the end of its life, the other lamp will automatically switch and operate.
Depending on the user, it is also possible to adopt a manual switching method with a lamp for a different purpose. The two lamps also have different output lumens and must be adapted to different specifications. By switching lamps, the overall life is longer.
[0027]
In summary, the multi-lamp lighting system employed in the present invention exhibits lower light absorption and achieves a maximum light reflection index by employing a light tunnel with a small air gap at the junction. It is possible.
Only a small amount of light will leak from the projected aperture after reflection. If the projection hole is 30% of the entire reflecting surface, it is theoretically possible for one lamp to obtain 80% of the entire output light.
Therefore, when the dual-lamp structure lamp of 1000 lumens according to the present invention is employed, it is possible to obtain an output of 1600 lumens. As a result, even when a lamp with a low lumens is used, a high illumination power with a high lumen can be efficiently obtained.
[0028]
While the embodiments of the present invention have been described for the purpose of disclosure, modifications and variations of the embodiments disclosed and other embodiments of the present invention may be possible for those skilled in the art.
It is therefore intended that the appended claims be interpreted as including all such embodiments without departing from the spirit and scope of the invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic diagram illustrating a system configuration of a lighting system including a plurality of lamps according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a schematic diagram illustrating a system configuration of a lighting system including a plurality of lamps according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of the present invention illustrating how light is emitted from a lamp, focused and projected into a light tunnel.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a system configuration of a lighting system including a plurality of lamps according to the first embodiment of the present invention.

Claims (18)

ビーム反射面と光出力面とを配置したビームスプリッタと、夫々が前記ビームスプリッタの前記ビーム反射面の隣接面と光出力面の隣接面とに配置した二つの光誘導手段とを有し、
夫々の光誘導手段が、ランプと、このランプの一方側に隣接した端部反射面と、他端部が前記ビームスプリッタに接続され、前記反射面が投射孔を持った光トンネルとを有し、
夫々のランプから発せられる光は、対応する光トンネルの端部反射面に集束され、投射孔を通過して、対応する光トンネルに侵入し、その後、対応する光トンネルの他方側に位置するビームスプリッタに出力されて、最終的にビームスプリッタの光出力面を通過して出力されることを特徴とする、
複数のランプで構成した照明システム。
A beam splitter in which a beam reflecting surface and a light output surface are arranged, and two light guiding means respectively arranged in an adjacent surface of the beam reflecting surface and an adjacent surface of the light output surface of the beam splitter,
Each light guiding means has a lamp, an end reflecting surface adjacent to one side of the lamp, and a light tunnel having the other end connected to the beam splitter and the reflecting surface having a projection hole. ,
The light emitted from each lamp is focused on the end reflecting surface of the corresponding light tunnel, passes through the projection hole, enters the corresponding light tunnel, and then the beam located on the other side of the corresponding light tunnel Being output to the splitter and finally being output through the light output surface of the beam splitter,
Lighting system consisting of multiple lamps.
請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記ランプは、ランプから生成した光を、対応する光トンネルに集束する、シェードを有することを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. A lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the lamps have a shade for focusing light generated from the lamps into a corresponding light tunnel. Lighting system. 請求項2に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記シェードは、ランプが楕円面の第一焦点に位置し、光トンネルの端部反射面の投射孔が第二焦点に位置するように、楕円面中に設けたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。3. A lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 2, wherein the shade is such that the lamp is located at a first focal point of an elliptical surface and the projection hole of an end reflecting surface of the light tunnel is located at a second focal point. A lighting system comprising a plurality of lamps, wherein the lighting system is provided in an elliptical surface. 請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルに導かれる光の投射角度が、光トンネル中の最大反射臨界角よりも小さいことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. The illumination system according to claim 1, wherein a projection angle of the light guided to the light tunnel is smaller than a maximum critical reflection angle in the light tunnel. 3. Lighting system. 請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、光学的ガラス素材で形成された非中空の光トンネルであることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. A lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein said light tunnel is a solid light tunnel formed of an optical glass material. . 請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、空気を送信媒体とする中空構造であることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。2. The lighting system according to claim 1, wherein the light tunnel has a hollow structure using air as a transmission medium. 3. 請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、反射性フィルムで被覆されたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel is covered with a reflective film. 請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、光学的接着方法で接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel and the beam splitter are bonded by an optical bonding method. 請求項1に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、エアギャップで接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 1, wherein the light tunnel and the beam splitter are bonded by an air gap. 一面が光出力面であるビームスプリッタと、夫々が前記ビームスプリッタの残りの面に位置する3個の光誘導手段とを有し、
夫々の光誘導手段が、ランプと、このランプの一方側に隣接した端部反射面と、他端部が前記ビームスプリッタに接続され、前記反射面が投射孔を持った光トンネルとを有し、
夫々のランプから発せられる光は、対応する光トンネルの端部反射面に集束され、投射孔を通過して、対応する光トンネルに侵入し、その後、対応する光トンネルの他方側に位置するビームスプリッタに出力されて、最終的にビームスプリッタの光出力面を通過して出力されることを特徴とする、
複数のランプで構成した照明システム。
A beam splitter whose one surface is a light output surface, and three light guiding means each located on the remaining surface of the beam splitter,
Each light guiding means has a lamp, an end reflecting surface adjacent to one side of the lamp, and a light tunnel having the other end connected to the beam splitter and the reflecting surface having a projection hole. ,
The light emitted from each lamp is focused on the end reflecting surface of the corresponding light tunnel, passes through the projection hole, enters the corresponding light tunnel, and then the beam located on the other side of the corresponding light tunnel Being output to the splitter and finally being output through the light output surface of the beam splitter,
Lighting system consisting of multiple lamps.
請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記ランプは、ランプから生成した光を、対応する光トンネルに集束する、シェードを有することを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. A lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the lamps have a shade, which focuses light generated from the lamps into a corresponding light tunnel. Lighting system. 請求項11に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記シェードは、ランプが楕円面の第一焦点に位置し、光トンネルの端部反射面の投射孔が第二焦点に位置するように、楕円面中に設けたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。12. A lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 11, wherein the shade is such that the lamp is located at a first focal point of an ellipsoid and the projection hole of the end reflecting surface of the light tunnel is located at a second focal point. A lighting system comprising a plurality of lamps, wherein the lighting system is provided in an elliptical surface. 請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルに導かれる光の投射角度が、光トンネル中の最大反射臨界角よりも小さいことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein a projection angle of the light guided to the light tunnel is smaller than a critical angle of maximum reflection in the light tunnel. Lighting system. 請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、光学的ガラス素材で形成された非中空の光トンネルであることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel is a solid light tunnel formed of an optical glass material. . 請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、空気を送信媒体とする中空構造であることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel has a hollow structure using air as a transmission medium. 請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルが、反射性フィルムで被覆されたことを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel is covered with a reflective film. 請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、光学的接着方法で接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel and the beam splitter are bonded by an optical bonding method. 請求項10に記載の複数のランプで構成した照明システムにおいて、前記光トンネルと前記ビームスプリッタが、エアギャップで接着されることを特徴とする、複数のランプで構成した照明システム。11. The lighting system comprising a plurality of lamps according to claim 10, wherein the light tunnel and the beam splitter are bonded by an air gap.
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